باستخدام تلسكوب إقليدس الفضائي، اكتشف العلماء عددًا مذهلاً يبلغ 1.5 تريليون نجم يتيم ينجرف عبر مجموعة ضخمة من آلاف المجرات، وهي واحدة من أكبر الهياكل في الكون.
هذه النجوم اليتيمة، التي انفصلت عن مجراتها، تملأ الفراغ بين مجرات عنقود برشاوس بضوء أزرق شبحي. هذا الضوء المسمى بـ “intracluster” خافت جدًا لدرجة أنه أظلم بآلاف المرات من سماء الليل فوق الأرض.
من خلال مراقبة هذا الضوء داخل العنقود في عنقود بيرسيوس، الذي يقع على بعد 240 مليون سنة ضوئية من الأرض وله كتلة تعادل حوالي 650 تريليون شمس، قد يساعد إقليدس العلماء على فهم أفضل من أين يأتي مكون الضوء الخافت من عناقيد المجرات ومصدر الضوء الخافت من عناقيد المجرات. أصول الأيتام الكونية التي تنبعث منها.
متعلق ب: كشف تلسكوب إقليدس “محقق الكون المظلم” عن صور جديدة للكون – وهي رائعة
تم إطلاق إقليدس من كيب كانافيرال في فلوريدا على متن صاروخ SpaceX Falcon 9 في 1 يوليو 2023. تتمثل مهمة إقليدس الأساسية في التحقيق في الطاقة المظلمة، القوة الغامضة التي تسرع توسع الكون، والمادة المظلمة، وهي مادة “غير مرئية” لا تعمل. لا تتفاعل مع الضوء ولا تتكون من ذرات مثل الأشياء “اليومية” التي تحيط بنا.
ومع ذلك، على الرغم من تصميمه للنظر في “الكون المظلم” غير المرئي، كان التلسكوب أيضًا قادرًا على اكتشاف الضوء المنبعث من بين المجرات في مجموعة مجرات بيرسيوس.
وقالت نينا هاتش، قائدة الفريق والعالمة بجامعة نوتنجهام، في بيان: “لقد فوجئنا بقدرتنا على رؤية المناطق الخارجية للعنقود حتى الآن وتمييز الألوان الدقيقة لهذا الضوء”. “يمكن أن يساعدنا هذا الضوء في رسم خريطة للمادة المظلمة إذا فهمنا مصدر النجوم الموجودة داخل العناقيد. ومن خلال دراسة ألوانها وسطوعها وتكويناتها، وجدنا أنها نشأت من مجرات صغيرة.”
النجوم اليتيمة لديهم البلوز
كان مفتاح فهم النجوم اليتيمة في بيرسيوس هو قدرة إقليدس على رؤية الضوء الأضعف في العنقود، وهو الضوء الموجود داخل العنقود، والذي لا يأتي من مجراته بل من بينها.
وقال ماتياس كلوج، عضو الفريق ومعهد ماكس بلانك لفيزياء خارج الأرض: “هذا الضوء المنتشر أضعف بأكثر من 100 ألف مرة من أحلك سماء الليل على الأرض”. “لكنها منتشرة على حجم كبير لدرجة أنه عندما نضيفها كلها، فإنها تمثل حوالي 20٪ من لمعان المجموعة بأكملها.”
يمكن تمييز النجوم اليتيمة التي شاهدها إقليدس في عنقود فرساوس من خلال لونها الأزرق المميز ومجموعاتها الفضفاضة. سمحت هذه الميزات لهاتش وزملائه بتتبع أصولهم.
وقرر الفريق أن بعض هذه النجوم التي تتجول بحرية في الفضاء داخل العنقود تم سحبها بعيدًا عن أطراف المجرات عبر التفاعلات مع المجرات الأخرى. النجوم اليتيمة الأخرى التي عثروا عليها جاءت من مجرات قزمة أصغر في مجموعة بيرسيوس التي تعطلت بالكامل.
ما اكتشفه الفريق بعد ذلك فاجأهم. بمجرد انتزاعها من مجراتها الأصلية، من المتوقع أن تبدأ النجوم الموجودة داخل المجموعة في الدوران حول أكبر المجرات في المجموعة التي تجد نفسها معزولة فيها، تقريبًا مثل طفل ضائع في المركز التجاري ينجذب نحو أقرب شخص بالغ.
لكن هاتش وزملائه لم يجدوا ذلك في بيرسيوس مع إقليدس. بدلًا من ذلك، رأوا أن النجوم اليتيمة تدور حول نقطة تقع بين ألمع مجرتين في العنقود، NGC 1275 وNGC 1272.
وقال جيسي جولدن ماركس، عضو الفريق وعالم الفلك بجامعة نوتنجهام: “تشير هذه الملاحظة الجديدة إلى أن مجموعة بيرسيوس الضخمة ربما خضعت مؤخرًا للاندماج مع مجموعة أخرى من المجرات”. “من الممكن أن يكون هذا الاندماج الأخير قد تسبب في اضطراب في الجاذبية، مما تسبب في انحراف المجرة الأكثر ضخامة أو النجوم اليتيمة عن مداراتها المتوقعة، مما أدى إلى اختلال المحاذاة الملحوظ.”
استخدم نفس الباحثين أيضًا قدرات إقليدس الحساسة للضوء المرئي لاكتشاف 50000 مجموعة كروية كثيفة الطيران من عشرات الآلاف إلى ملايين النجوم تسمى “العناقيد الكروية” في مجموعة مجرات فرساوس. يبدو أن الضوء المنتشر داخل العنقود يتوزع بطريقة مشابهة للعناقيد الكروية في برشاوس، لذلك يبدو أن هذه التجمعات النجمية هي مصدر بعض هذا الضوء على الأقل.
تفتقر النجوم الموجودة في هذه العناقيد الكروية إلى تركيزات عالية من “المعادن”، وهو مصطلح يستخدمه علماء الفلك للعناصر الأثقل من الهيدروجين والهيليوم. وهذا يعني للفريق أن العناقيد الكروية في مجموعة مجرات بيرسيوس قد شقت طريقها إلى الداخل من مجموعة واسعة من الحواف الخارجية للمجرات، والتي هي أيضًا “فقيرة بالمعادن”.
تشكل العناقيد الكروية عاملاً مهيمنًا في المجرات القزمة، مما يعني أن بعض الضوء داخل العنقود قد ينشأ من بقايا هذه المجرات الصغيرة التي تمزقت بفعل قوى المد والجزر المتولدة أثناء مواجهات مع مجرات أكثر ضخامة.
اكتشف الفريق أيضًا من خلال مراقبة إقليدس لبيرسيوس أن المجرات القزمة الصغيرة في هذه المجموعة المجرية تزداد في العدد كلما ابتعدت عن مركز الكتلة.
قصص ذات الصلة:
– عاد تلسكوب إقليدس “الكون المظلم” إلى المسار الصحيح بعد العثور على نجومه الموجهة
– من هو التلسكوب الفضائي “الكون المظلم” لإقليدس الذي سمي باسمه؟
– كيف سيتمكن تلسكوب إقليدس الفضائي الأوروبي من رؤية الكون المظلم؟
يساعد البحث في التحقق من قدرة إقليدس على فهم تطور المجرات وعناقيد المجرات، وبالتالي كيف أصبح الكون يبدو كما هو بالنسبة لنا اليوم.
ومن المثير للاهتمام أن هذه النتائج هي من بين النتائج العلمية الأولى من ملاحظات الإطلاق المبكر لإقليدس، والتي تمثل أول 24 ساعة فقط من ملاحظات إقليدس قبل أن يبدأ في مراقبة أهدافه العلمية الرئيسية، وهي مليارات المجرات عبر أكثر من ثلث السماء في 14 فبراير 2024. .
يتم عرض بحث الفريق على موقع مستودع الأوراق arXiv.